Фекалии — экскременты жизнедеятельности¶

Фекалии (от лат. faecalia — осадок, отход) — твёрдые или полужидкие отходы жизнедеятельности живых организмов, образующиеся в процессе пищеварения и выделяемые из организма через задний проход (анус). У человека и большинства животных фекалии представляют собой конечный продукт переработки пищи в кишечнике и содержат непереваренные остатки корма, бактерии, клетки слизистой оболочки, воду, желчные пигменты и соли.

¶Химический состав

Фекалии человека в норме состояют примерно на 75 % из воды. Сухой остаток включает:

• органические вещества (25–30 % сухой массы) — белки, жиры, углеводы, пищевые волокна, мёртвые и живые бактерии (бактерии составляют до 50 % сухого остатка);
• неорганические вещества — фосфаты, сульфаты, кальций, железо, магний;
• пигменты — стеркобилин и уробилин, придающие фекалиям характерный коричневый цвет (продукт распада билирубина из желчи);
• ферменты, слизь, эпителий кишечника.

Цвет, консистенция и запах фекалий зависят от рациона, работы печени и кишечной микрофлоры. Запах обусловлен образованием индола, скатола, сероводорода, метана и меркаптанов в толстой кишке.

¶Физиология образования

Пищеварение начинается в ротовой полости, продолжается в желудке и тонком кишечнике, где усваивается большая часть питательных веществ. Непереваримые остатки (клетчатка, часть белков) поступают в толстую кишку. Здесь происходит всасывание воды и электролитов, а многочисленная микрофлора (преимущественно бактерии рода Bacteroides, Escherichia, Lactobacillus, Clostridium) расщепляет клетчатку с образованием короткоцепочечных жирных кислот, газов и витаминов K и группы B.

Формирование каловых масс у человека занимает в среднем 24–72 часа. Продвижение содержимого обеспечивается перистальтикой и массовыми сокращениями толстой кишки. Акт дефекации контролируется внутренним (гладкая мускулатура) и наружным сфинктером ануса, а также сознательным волевым усилием.

¶Фекалии у животных

У разных видов животных состав и свойства фекалий существенно различаются:

• Травоядные (лошади, коровы, кролики) — фекалии содержат большое количество клетчатки, имеют растительный запах; у кроликов и некоторых грызунов отдельно выделяются мягкие цекальные фекалии, которые животные поедают (копрофагия) для повторного извлечения витаминов.
• Плотоядные (волки, собаки, кошки) — фекалии содержат много белка, имеют резкий запах, часто метят территорию.
• Птицы — фекалии (помёт) жидкие или полужидкие, содержат мочевую кислоту вместо мочевины, поэтому белого или серого цвета.
• Рыбы и водные организмы — экскременты растворяются в воде и служат источником азота и фосфора для водных экосистем.

¶Роль в природе

Фекалии играют важную роль в круговороте веществ. При разложении они обогащают почву азотом, фосфором, калием и микроэлементами. Многие растения эволюционно приспособились к использованию экскрементов: семена некоторых тропических растений прорастают только после прохождения через кишечник животного. Навоз крупного рогатого скота и лошадей веками использовался как удобрение и топливо (в России — «коровяк» для обогрева изб).

¶Применение человеком

¶Сельское хозяйство

Компостирование фекалий (в том числе человеческих — в системах «туалет-сушилка») позволяет получать безопасное органическое удобрение. В ряде стран Африки и Азии переработанные фекалии используются в сельском хозяйстве после термической обработки.

¶Медицина

Анализ кала (копрограмма) — стандартный метод диагностики заболеваний желудочно-кишечного тракта, паразитарных инфекций и нарушений микрофлоры. Определяются консистенция, цвет, наличие крови, скрытой крови, лейкоцитов, яиц гельминтов, стеркобилина.

¶Трансплантация фекальной микробиоты

С 2010-х годов метод пересадки фекальной микробиоты (ФМТ) применяется для лечения рецидивирующих инфекций Clostridioides difficile и изучается при воспалительных заболеваниях кишечника, синдроме раздражённого кишечника и ряде других состояний.

¶Фекалии и заболевания

Фекалии могут быть источником патогенов: холеры, брюшного тифа, дизентерии, гепатита A, ротавирусной инфекции, гельминтозов. Передача фекально-оральным путём — основной механизм распространения этих болезней. Поэтому в санитарии и гигиене особое значение имеют очистка водопроводной воды, строительство канализации, мытьё рук и безопасное захоронение фекалий. Всемирная организация здравоохранения связывает с недостаточной санитарией около 580 тысяч смертей детей ежегодно (по данным на 2020-е годы).

¶Интересные факты

• Древние египтяне использовали навоз в медицинских целях, включая повязки на раны.
• В средневековой Европе кал животных применялся для дубления кожи и производства селитры для пороха.
• В современной криминалистике анализ фекалий позволяет идентифицировать человека по составу кишечной микрофлоры.

Источники:

• Губергриц Г. Я. «Физиология пищеварения»
• Справочник по нормальной физиологии человека
• ВОЗ: отчёт о санитарии и гигиене (2020-е годы)
• Краткая медицинская энциклопедия